如何在 C# 中安全地将列表转换为列表？

C# 中将 List<派生类> 转换为 List<基类>

在处理继承时，有时需要将派生类对象的列表转换为基类对象的列表。但是，如果处理不当，这可能会导致错误。

使用可写数据进行列表转换的错误

考虑以下代码：

using System;
using System.Collections.Generic;

class Animal
{
    public virtual void Play(List<Animal> animal) { }
}

class Cat : Animal
{
    public override void Play(List<Animal> animal) { }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Cat cat = new Cat();
        cat.Play(new List<Cat>());
    }
}

这段代码会由于列表对象类型不匹配而产生编译错误。Animal 期望一个其自身类型的列表 (Animal)，而该方法却使用 Cat 对象的列表进行调用。

错误原因

发生此错误的原因是列表是可写的。如果允许转换，则可能导致数据操作问题。例如，可以将狗对象添加到猫的列表中，这将违反类型安全。

泛型协变

在 C# 4 中，引入了名为泛型协变的功能。这允许将派生类的列表转换为基类的列表，前提是这些类型确保类型安全。泛型协变的一个安全类型示例是 IEnumerable<T>，它表示对象的序列，但无法写入。

实现泛型协变

要实现泛型协变，可以将基类中的方法签名更改为使用 IEnumerable<T> 作为参数类型，如下所示：

class Animal
{
    public virtual void Play(IEnumerable<Animal> animals) { }
}

class Cat : Animal
{
    public override void Play(IEnumerable<Animal> animals) { }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Cat cat = new Cat();
    cat.Play(new List<Cat>());
    }
}

在此示例中，Animal 中的 Play 方法采用 IEnumerable<Animal> 作为参数，这允许它接受 Animal 和 Cat 对象的序列。

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